低碳城市規(guī)劃視角下的城市設(shè)計策略

劉 毅 通訊作者:吳柏清

(成都理工大學(xué)旅游與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院，四川 成都 610059)

1.引言

全球氣候變化所帶來的社會環(huán)境問題日漸尖銳，已成為當今社會討論的熱點。學(xué)術(shù)界普遍認為，全球氣候變暖與大氣中CO2濃度的升高存在正相關(guān)性。并且相關(guān)研究已經(jīng)證明，人類活動對此具有不可推卸的責(zé)任，而城市作為人類活動的主要承載地，已成為碳排放源頭的集中地。因此，在此背景下，“低碳城市”、“低碳經(jīng)濟”、“低碳生活方式”等一系列低碳理念及其研究應(yīng)運而生。低碳城市規(guī)劃作為一個龐大的研究系統(tǒng)，涵蓋了社會、經(jīng)濟、人文、環(huán)境各個方面，而目前其理論研究主要集中在城市產(chǎn)業(yè)能源結(jié)構(gòu)以及低碳城市模型研究上［1］。本文立足于對前人理論成果分析的基礎(chǔ)上，以空間規(guī)劃策略為切入口，從宏觀、中觀及微觀三個層面提出了相對應(yīng)的城市設(shè)計策略，以期豐富低碳城市規(guī)劃與綠色城市理論相結(jié)合的空間規(guī)劃研究。

2.低碳城市規(guī)劃與綠色城市設(shè)計

2.1 低碳城市規(guī)劃理論的研究概況

低碳城市規(guī)劃理論涉及諸多學(xué)科且涵蓋面很廣，無法用一句話或者幾句話來概括其概念。通過對相關(guān)文獻的查閱，本人認為低碳城市規(guī)劃主要是對低碳城市的經(jīng)濟性、低碳城市模式建構(gòu)、低碳城市生活方式、低碳城市運行系統(tǒng)及相關(guān)低碳城市規(guī)劃政策等方面的研究。

低碳城市規(guī)劃研究在國外部分發(fā)達國家如英國、日本等起步較早。英國在此方面的研究走在世界前列，探討了空間規(guī)劃與低碳規(guī)劃之間的關(guān)系，制定了相應(yīng)的低碳計劃，建有貝爾頓零碳生態(tài)社區(qū);而日本則在2004年就開始了對低碳社會領(lǐng)域的研究，先繼著有《2050年脫氣候變暖項目》、《邁向低碳社會的12種對策》等，提出了諸如緊湊型城市規(guī)劃、導(dǎo)入可再生能源以及通過節(jié)能來有效減排等具體措施。

國內(nèi)研究方面，中國科學(xué)院可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究組在《2009年中國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略報告》中［2］，提出了中國低碳城市的發(fā)展戰(zhàn)略設(shè)想，并從經(jīng)濟、社會和環(huán)境3個層面，初步提出了低碳城市的指標體系;另外同濟大學(xué)的潘海嘯等人也提出了適用于中國低碳城市的空間規(guī)劃策略。

作為世界自然基金會“中國低碳城市發(fā)展項目”首批試點城市之一的上海市［3］，在低碳城市方面做了許多有益的嘗試，如上海崇明島正規(guī)劃建設(shè)世界第一個零碳開發(fā)的城市，以及新城進行低碳社區(qū)、低碳產(chǎn)業(yè)園區(qū)的城市規(guī)劃實踐等。無疑，上海在低碳城市規(guī)劃方面走在了國內(nèi)城市前列。

2.2 綠色城市設(shè)計理論的發(fā)展與內(nèi)涵

傳統(tǒng)城市設(shè)計理論注重對城市三維形體空間規(guī)劃與視覺設(shè)計，而當今學(xué)者更多強調(diào)城市設(shè)計的可持續(xù)發(fā)展性以及與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)性。通過查閱相關(guān)文獻，本人對綠色城市設(shè)計理論理解為:以一般性城市設(shè)計理論為基礎(chǔ)，以處理人工生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)的和諧關(guān)系為核心內(nèi)容，以可持續(xù)發(fā)展為最高目標的城市設(shè)計思想與方法。綠色城市設(shè)計與傳統(tǒng)城市設(shè)計相比，在城市物質(zhì)環(huán)境方面，更加考慮人類居住與自然生態(tài)環(huán)境的高度協(xié)調(diào)，注重城市公共效率的提升，綠色基礎(chǔ)設(shè)施的完善以及城市用地功能的有效混合;在城市空間營造方面，更加尊重城市發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律性，塑造城市功能動態(tài)變化的空間模式，讓城市空間的靜態(tài)使用與動態(tài)適宜性高度統(tǒng)一起來。

2.3 綠色城市設(shè)計理論與低碳城市規(guī)劃的契合點

首先，兩者都以可持續(xù)發(fā)展為最高發(fā)展目標。其次，低碳城市規(guī)劃的基本目標是讓人類活動對自然的侵擾恢復(fù)到可接受的限度以內(nèi);而綠色城市設(shè)計的核心內(nèi)容則是基于特定生物氣候條件的生態(tài)策略，后者顯然能促進前者目標的實現(xiàn)。第三，空間規(guī)劃與設(shè)計是推動低碳城市規(guī)劃實踐最直觀、較可行的一種方式，而處理城市形態(tài)結(jié)構(gòu)及建筑空間關(guān)系正是城市設(shè)計研究的基本內(nèi)容，因此，以低碳城市規(guī)劃為導(dǎo)向的城市設(shè)計策略能夠推動相關(guān)實踐的進行。

因此，綠色城市設(shè)計與低碳城市規(guī)劃具有良好的契合點，并且基于綠色城市設(shè)計的城市空間規(guī)劃與設(shè)計能很好的將低碳城市其他領(lǐng)域的研究內(nèi)容體現(xiàn)在城市空間布局中。

3.低碳城市規(guī)劃視角下的城市設(shè)計

低碳城市規(guī)劃視角下的城市設(shè)計是一種可持續(xù)發(fā)展的空間規(guī)劃與設(shè)計。以下本文僅對空間規(guī)劃與設(shè)計框架內(nèi)的城市設(shè)計策略進行探討。

3.1 宏觀層面策略

隨著我國城市化進程的加快，大量人口向城市轉(zhuǎn)移，城市用地規(guī)模急劇擴張，導(dǎo)致中心城市職能發(fā)生變化。為緩解中心城區(qū)承載力和改善環(huán)境，將部分人口外遷至衛(wèi)星城鎮(zhèn)以及在城市外圍建設(shè)工業(yè)園區(qū)，造成交通出行需求的上升。同時，工業(yè)園區(qū)對主城區(qū)各方面的負面效應(yīng) (即五島效應(yīng):熱島、雨島、干島、濕島、混濁島①)日漸凸顯，不僅會造成中心城區(qū)遭受工業(yè)廢氣污染，還會加劇主城區(qū)的溫度上升，進而造成過多的能源消耗。因此，征對這些城市病，在宏觀層面提出了兩點策略。

成都市市域綜合交通規(guī)劃圖 (2011－2020)②

3.1.1 調(diào)整中心城－衛(wèi)星城 (鎮(zhèn))發(fā)展模式

在中國更合理的都市區(qū)發(fā)展模式應(yīng)是結(jié)合有軌道或區(qū)域公共交通導(dǎo)向的走廊式發(fā)展模式［4］。改變城市單中心向心式軸向交通系統(tǒng)，整合區(qū)域公共交通系統(tǒng)，控制小汽車的高強度使用。以成都市為例，在《成都市城市總體規(guī)劃 (2011－2020)》中明確提出: “形成城鄉(xiāng)一體的綜合交通運輸體系，包括軌道客運系統(tǒng)、公交客運系統(tǒng)等多條快速交通走廊，實現(xiàn)城鄉(xiāng)交通基礎(chǔ)設(shè)施共享和城鄉(xiāng)交通運輸服務(wù)共享 (如圖1)。”

3.1.2 處理好工業(yè)園區(qū)與主城區(qū)的關(guān)系

處理好城市工業(yè)園區(qū)與城市主城區(qū)的關(guān)系，可以減緩城市的五島效應(yīng)。例如成都計劃將主城區(qū)工業(yè)外遷，預(yù)計到2020年全市將會把100多個工業(yè)區(qū)整合為21個工業(yè)集中發(fā)展區(qū)，屆時將在城市外圍形成多個工業(yè)組團 (如圖2)。由于成都夏季與非夏季的盛行風(fēng)向分別為北風(fēng)與北北東風(fēng)，加之其全年風(fēng)速較小，市區(qū)靜風(fēng)頻率較高，所以不當?shù)墓I(yè)園區(qū)選址將對主城區(qū)產(chǎn)生較大影響 (如圖3)。因此，在進行城市總體規(guī)劃修編及新建居住組團時，應(yīng)根據(jù)城市所處的特殊氣象條件，選擇冬夏季盛行風(fēng)向的合適夾角區(qū)域布置工業(yè)組團與居住組團(如圖4)。

圖2 成都市外圍主要工業(yè)組團②

圖3 成都市外圍工業(yè)組團對主城區(qū)的影響區(qū)域示意②

圖4 居住組團與工業(yè)組團合理位置模型

3.2 中觀層面策略

相關(guān)研究表明:控制城市建設(shè)密度能夠有效實現(xiàn)城市的“緊縮化”發(fā)展［5］，從而減少市民的高強度出行。中觀層面主要考慮城市總體規(guī)劃框架內(nèi)城市空間結(jié)構(gòu)的相關(guān)城市設(shè)計策略。

3.2.1 建立生態(tài)網(wǎng)格③

生態(tài)網(wǎng)格的城市設(shè)計策略可以從以下兩方面推進城市的“低碳化”發(fā)展。

首先，在大城市邊緣設(shè)置綠環(huán)或綠帶 (greenbe1t)，輔以楔形綠地滲透入城市中心區(qū)，能夠有效抑制大城市的無序蔓延［6］。以成都市為例，在城市總體規(guī)劃中明確劃出繞城高速兩側(cè)500米寬的綠帶，確定了主城區(qū)的最終邊界;同時，城市外圍新區(qū)結(jié)合公共交通采用指狀加楔形綠地的方式進行空間擴張(如圖5)。一方面確保了中心城區(qū)與衛(wèi)星城鎮(zhèn)多向的聯(lián)系方式，保證了城市的密集形態(tài)。更重要的是讓新的指狀開發(fā)區(qū)集中在公共交通樞紐的沿線，形成環(huán)狀加指狀的交通系統(tǒng)，減少城市外圍小汽車的出行強度;另一方面，綠帶加楔形綠地的生態(tài)網(wǎng)格在一定程度上阻斷了邊緣工業(yè)組團對主城區(qū)的空氣污染，緩解了主城區(qū)的熱島效應(yīng)，降低了中心城區(qū)的能耗。

圖5 成都市外圍居住組團擴張示意圖②

其次，在城市區(qū)域范圍內(nèi)實現(xiàn)生態(tài)網(wǎng)格的覆蓋。一方面，合理的生態(tài)網(wǎng)格能夠保護物種的多樣性，維持城區(qū)內(nèi)良好的自然環(huán)境，利用植物群落最大限度的吸收CO2。同時生態(tài)網(wǎng)格與主導(dǎo)風(fēng)向的整合，可以從內(nèi)部很大程度上削弱城市的熱島效應(yīng);另一方面，各種最優(yōu)尺度化的綠地

能夠營造良好的步行與行車環(huán)境，加以完善的公共交通系統(tǒng)，促進其綠色交通體系的建構(gòu)，從而限制小汽車的出行。

3.2.2 倡導(dǎo)多樣化的土地利用

倡導(dǎo)多樣化的土地利用，規(guī)劃友好的地塊尺寸。20世紀由雅典憲章所確立的功能分區(qū)思想一直影響著我國的城市規(guī)劃布局，但是其表現(xiàn)的問題也日漸突出。其中，由于城市功能過于割裂所造成的市民出行距離的增大是近年來較明顯的問題，也是造成碳排放攀升的一個重要因素。

因此，多樣化的土地利用重點強調(diào)功能的“有效混合”，當代復(fù)合性CBD的HOPSCA模式④就是一個有效的嘗試。另外通過相關(guān)研究表明，在中心城區(qū)過多強調(diào)快速路網(wǎng)、高效率的小汽車交通系統(tǒng)是收效甚微的。因此，結(jié)合目前我國城市發(fā)展狀況及提高土地綜合利用率，前人提出了城市交通與土地使用“5D”模式⑤。在規(guī)劃設(shè)計適宜步行與自行車出行方式的城市地塊尺度時，即要控制在人步行最大距離的限度⑥內(nèi)，也要逐漸在市區(qū)結(jié)合生態(tài)網(wǎng)格建設(shè)自行車網(wǎng)格系統(tǒng) (一般認為以500米左右的格網(wǎng)為宜)［7］，并輔以發(fā)展BRT、燃料電池汽車、地鐵等公共交通，營造地塊尺寸合理，出行模式多樣的綠色城市體系。

3.3 微觀層面策略

微觀層面主要考慮優(yōu)化城市建筑與街道網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系。當今城市“低碳化”要求城市具有緊縮的城市形態(tài)，中心城區(qū)要有更高的建筑密度，較高的熱應(yīng)力水平，這必然會導(dǎo)致市區(qū)環(huán)境的惡化以及能源的過度浪費，這點對成都、廣州等大城市的影響尤甚。就成都市而言，其氣候?qū)儆诘湫偷臐駸嵝蜌夂颍蚁募眷o風(fēng)頻率較高，而成都正規(guī)劃建設(shè)至少2.45平方公里以上的CBD，這必然將匯集大量高層建筑，極易造成強烈的熱島效應(yīng)。因此，在建筑與街道布局方面，自然通風(fēng)以及建筑本身的節(jié)能優(yōu)化就顯得十分重要。只有采用適宜的城市設(shè)計方能緩解城市緊縮化與城區(qū)高熱應(yīng)力間的矛盾。

第一，在建筑方面，建筑布局應(yīng)采用分散式布局的結(jié)構(gòu)形態(tài)。在城市中心區(qū)，建議建設(shè)不同高度的建筑交錯布置，避免建設(shè)高層板式建筑，避免大量建設(shè)與主導(dǎo)風(fēng)向垂直的同等高度的建筑群，既有利于豐富城市天際輪廓線，也便于導(dǎo)入自郊區(qū)而來的主導(dǎo)風(fēng)。同時鼓勵在城市中心區(qū)建設(shè)分散式高層塔樓，加強高空空氣與低層空間的熱交換，使行人愿意在街道上行走。

其次，推進公共建筑群的節(jié)能化發(fā)展。公共建筑是城市能源的消耗大戶，通過技術(shù)手段減少其能耗也能幫助實現(xiàn)城市的“低碳化”。倡導(dǎo)建設(shè)綠色建筑甚至綠色建筑群，如太陽能建筑、地?zé)峤ㄖ约帮L(fēng)能建筑等。

第二，在街道方面，應(yīng)使規(guī)劃的干道系統(tǒng)盡量順應(yīng)主導(dǎo)風(fēng)向。一個良好的街道規(guī)劃應(yīng)使寬闊的林蔭道與主導(dǎo)風(fēng)向大約成30度的傾斜角，引導(dǎo)風(fēng)順利穿過街巷到達市區(qū)，也有利于沿街建筑前后的空氣產(chǎn)生壓力差，增強建筑自然通風(fēng)潛能［8］。

4.結(jié)論與建議

本文從低碳城市規(guī)劃的視角，通過歸納演繹法、文獻引證法等方法對空間規(guī)劃設(shè)計框架內(nèi)的城市設(shè)計策略進行剖析和提煉，結(jié)合成都市的空間規(guī)劃，探討了宏觀、中觀及微觀三個層面的城市設(shè)計策略，得出以低碳城市規(guī)劃為導(dǎo)向的城市設(shè)計策略是一條適合我國國情的，以“低碳”為目標的空間規(guī)劃與設(shè)計的新思路，也是新型城市化下的趨勢。

以“低碳”為目標的城市設(shè)計應(yīng)根據(jù)特殊氣候條件，結(jié)合區(qū)域公共交通合理劃分地塊尺寸，建立與其相匹配的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)其用地的有效混合和提高短距離出行比例，并優(yōu)化三維空間形態(tài)，處理好建筑與城市街道間的關(guān)系，最終建立起低碳、生態(tài)、環(huán)境友好、自然和諧的友好型城市。

通過以上研究分析及總結(jié)，結(jié)合我國當時城市所存在的詬病，本人提出如下的規(guī)劃建議:

(1)城鎮(zhèn)體系規(guī)劃應(yīng)與區(qū)域公共交通系統(tǒng)相結(jié)合，建立起公共交通通達性高、衛(wèi)星城鎮(zhèn)布局合理的城鎮(zhèn)空間群，有效控制無序出行，降低交通的能耗。

(2)城市外圍空間應(yīng)結(jié)合道路交通設(shè)置綠環(huán)或綠帶，確定城市發(fā)展的最終邊界，鼓勵其用地的有效混合，實現(xiàn)有效控制大城市的無序蔓延。

(3)城市中心區(qū)應(yīng)規(guī)劃布局適宜步行與自行車出行方式的地塊，提供居民出行的多樣化交通模式，降低小汽車出行的比例。

注釋:

①五島效應(yīng)會導(dǎo)致城市的逆溫效應(yīng)與塵罩效應(yīng)，造成城市上空的粉塵與煙氣無法排除，一方面造成空氣污染，一方面使中心區(qū)溫度上升明顯。

②根據(jù)《成都市城市總體規(guī)劃 (2011－2020)》相關(guān)圖片整理繪制。

③主要由斑塊 (patch)、廊道 (corridor)和基質(zhì) (matrix)組成。參閱陳爽，張皓.國外現(xiàn)代城市規(guī)劃理論中的綠色思考［J］，規(guī)劃師，2003(4).

④HOPSCA(豪布斯卡)是指在城市中的居住、辦公、商務(wù)、出行、購物、文化娛樂、社交、游憩等各類功能復(fù)合、相互作用、互為價值鏈的高度集約的街區(qū)建筑群體。

⑤“5D”發(fā)展模式，即指城市交通規(guī)劃時，應(yīng)優(yōu)先考慮POD(有利于步行的模式)、然后是BOD(有利于自行車)、TOD(有利于公共交通)和XOD(有利于改善交通的城市建設(shè))，最后才是COD(有利于小汽車)。

⑥安德曼恩發(fā)現(xiàn)70%的美國人每天因公事步行150米，只有10%的美國人會步行800米;中國居民的步行距離稍高。參閱［美］邁克爾·索斯沃斯，伊萬·本一約瑟夫，街道與城鎮(zhèn)的形成［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2006.

［1］顧朝林等.氣候變化與低碳城市規(guī)劃［M］.南京市:東南大學(xué)出版社，2009.

［2］中國科學(xué)院可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究組.2009年中國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略報告［R］.北京:科學(xué)出版社，2009.

［3］陳金平.“低碳城市”的規(guī)劃設(shè)計策略思考——以上海市為例［J］.城市規(guī)劃學(xué)刊，2008(6):49－52.

［4］潘海嘯，湯諹，吳錦瑜等.中國“低碳城市”的空間規(guī)劃策略 ［J］.城市規(guī)劃學(xué)刊，2008(6):57－64.

［5］張泉，葉興平，陳國偉.低碳城市規(guī)劃——一個新的視野 ［J］.城市規(guī)劃，2010(2):13－18.

［6］王建國，王興平.綠色城市設(shè)計與低碳城市規(guī)劃——新型城市化下的趨勢［J］.城市規(guī)劃，2011(2):20－21.

［7］陳爽，張皓.國外現(xiàn)代城市規(guī)劃理論中的綠色思考［J］.規(guī)劃師，2003(4):71－74.

［8］徐小東，王建國.綠色城市設(shè)計——基于生物氣候條件的生態(tài)策略［M］.上海:東南大學(xué)出版社，2009.